RU2656262C2 - Кумулятивно-торпедный перфоратор - Google Patents
Кумулятивно-торпедный перфоратор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656262C2 RU2656262C2 RU2016113946A RU2016113946A RU2656262C2 RU 2656262 C2 RU2656262 C2 RU 2656262C2 RU 2016113946 A RU2016113946 A RU 2016113946A RU 2016113946 A RU2016113946 A RU 2016113946A RU 2656262 C2 RU2656262 C2 RU 2656262C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cumulative
- torpedo
- barrel
- charge
- shell
- Prior art date
Links
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims abstract description 45
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/116—Gun or shaped-charge perforators
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/116—Gun or shaped-charge perforators
- E21B43/117—Shaped-charge perforators
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области нефтяных скважин и, в частности, к взрывным устройствам для перфорации обсадных труб и цементного кольца для создания в породе каналов, по которым нефть и газ могут поступать в ствол скважины. Кумулятивно-торпедный перфоратор состоит из корпуса, электрического кабеля, детонирующего шнура, взрывного патрона, кумулятивного заряда в корпусе и соосно ему расположенного ствола с торпедным снарядом, выстреливаемым непосредственно после срабатывания кумулятивного заряда. Торпедный снаряд представляет собой торпеду со взрывчатым веществом, взрывающимся в выполненном в породе кумулятивном канале. Обеспечивается увеличение глубины канала и создания разветвленных трещин в породе, увеличение притока пластовой жидкости в скважину. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к области нефтяных скважин и, в частности, к взрывным устройствам для перфорации обсадных труб и цементного кольца для создания в породе каналов, по которым нефть и газ могут поступать в ствол скважины.
Известен кумулятивный перфоратор, в котором прострел обсадной колонны, цементного кольца и породы достигается за счет сфокусированного взрыва. При выстреле кумулятивным зарядом в породе образуется узкий канал длиной до 350 мм и диаметром в средней части 8-14 мм [1]. Недостатком этого перфоратора является небольшая глубина канала и оплавление стенок канала от высокой температуры горения кумулятивного заряда.
Известен также торпедный перфоратор, стреляющий разрывными снарядами диаметром 22 мм, создавая канал глубиной 100-160 мм по результатам испытаний [1]. На один метр длины колонны обычно делается не более четырех отверстий из-за возможности разрушения обсадной колонны. В конце канала снаряд взрывается, создавая сеть трещин, по которым осуществляется приток пластовой жидкости в канал и в скважину, существенно увеличивая ее дебит. Недостатком торпедного перфоратора является разрушение обсадной колонны, из-за чего на один метр длины колонны обычно делается не более четырех отверстий, а также небольшая глубина канала.
В изобретении «Перфоратор для нефтяной скважины и способ одновременного пробивания перфорационных отверстий в обсадной трубе нефтяной скважины и в области, окружающей нефтяную скважину(варианты)» по патенту на изобретение 2255208 C2 от 23.01.2002 предлагается тандемный скважинный перфоратор, содержащий линейный режущий заряд, инициирующее средство для детонации режущего заряда и по меньшей мере один кумулятивный заряд с инициирующим средством. Линейный режущий заряд выполнен для вырезания перфорационного отверстия в обсадной трубе. Кумулятивный заряд с полым вкладышем выполнен для создания глубоко проникающей струи, проходящей через перфорационное отверстие в обсадной трубе. Материал полого вкладыша кумулятивного заряда содержит богатый вольфрамом сплав. Этот патент может быть рассмотрен в качестве аналога.
Недостатком этого изобретения является то, что кумулятивная струя создает в породе пласта канал с оплавленными стенками, создающими дополнительное препятствие для притока в канал жидкости и газа, что уменьшает дебит скважины. Кроме того, использование в качестве вкладыша кумулятивного заряда вольфрамового сплава существенно повышает стоимость операции.
Известен также «Комбинированный перфоратор» по авторскому свидетельству SU 1661378 A1 от 28.07.1988 г., опубл. 07.07.1991, Бюл №25. Целью данного изобретения является повышение эффективности работы перфоратора за счет увеличения энергии пули и ее пробивной способности при одновременном увеличении ресурса его работы за счет повышения живучести пулевого ствола. Для этого в последнем у его дульного среза выполнены продольные пазы для прохода газов. В донной части пулевого ствола выполнена кольцевая камера, соединенная с полостью пулевого ствола радиальными каналами. В кольцевой камере размещен пороховой заряд. Продольные пазы в стволе выполнены длиной, превышающей длину пули, размещенной с возможностью перемещения пули до донной части пулевого ствола в рабочем положении. После перемещения в стволе назад под действием газов кумулятивного заряда и воспламенения порохового заряда в кольцевой камере пуля, наконец, выстреливается из ствола. После вылета из ствола пуля свободно проходит участок канала, образованный кумулятивным зарядом, и всю свою энергию тратит на дальнейшее увеличение перфорационного канала. Это авторское свидетельство может быть принято в качестве прототипа.
Недостатком этого изобретения является наличие продольных пазов в пулевом стволе, радиальных каналов, соединяющих пороховой заряд со стволом, и непосредственный контакт пули с кумулятивным зарядом. Через продольные пазы в пулевом стволе уходит часть энергии кумулятивного заряда, нарушается его центровка и он не сможет прожечь в обсадной колонне отверстие нужной (круглой) формы и размера. Сопротивление радиальных каналов, соединяющих пороховой заряд со стволом, уменьшит энергию порохового заряда, передаваемую пуле, и может вырвать все «гнездо» крепления вместе с пулевым стволом. Непосредственный контакт пули с кумулятивным зарядом и его воспламенение заставит перемещаться пулю назад, перекрывая радиальные каналы, и неизвестно успеет ли до этого воспламениться пороховой заряд и выстрелить пулей.
Этих недостатков лишен предлагаемый авторами «Кумулятивно-торпедный перфоратор», техническое решение которого заключается в том, что сразу после кумулятивной перфорации с определенными размерами и формой отверстия производится торпедная перфорация с соответствующим стволом и торпедным снарядом, расположенными соосно с кумулятивным зарядом и отделенным от него металлическим, стеклянным или другим днищем кумулятивного заряда. Размеры отверстия кумулятивной перфорации должны превышать диаметр торпедного снаряда. Ствол торпедного снаряда может иметь винтовую нарезку, обеспечивающую вращение и стабилизацию торпедного снаряда.
Технический результат - увеличение притока пластовой жидкости в скважину. Технический результат достигается тем, что кумулятивный перфоратор, состоящий из корпуса, кумулятивного заряда, электрического кабеля, детонирующего шнура и взрывного патрона, с целью увеличения глубины канала и создания разветвленных трещин в породе, вслед за кумулятивным зарядом соосно ему расположен ствол с торпедным снарядом соответствующих размеров, выстреливаемый непосредственно после сгорания кумулятивного заряда.
Временная задержка воспламенения заряда торпедного снаряда обеспечивается временем срабатывания детонирующего шнура или канала, соединяющего основание кумулятивного заряда и BB торпедного снаряда. Торпедный снаряд, свободно пролетая по каналу, созданному кумулятивным зарядом, способен углубиться на значительно большую глубину, чем 160-200 мм.
При этом суммарная максимальная глубина канала может достигать более 700 мм и в конце канала будет создана от взрыва торпедного снаряда разветвленная сеть трещин, обеспечивающая повышенный приток жидкости в скважину. При соосном расположении торпедного снаряда с кумулятивным зарядом не будет растрескиваться обсадная колонна, а сам торпедный снаряд и его ствол должен быть закреплен в массивном основании, противостоящем смещению ствола при срабатывании кумулятивного заряда.
На чертеже представлено: 1 - кабель-канат, 2 - корпус кумулятивно-торпедного перфоратора, 3 - детонирующий шнур, 4 - чашка с кумулятивным зарядом, 5 - канал в породе от действия кумулятивного заряда, 6 - торпедный снаряд, 7 - взрывчатое вещество, 8 - детонирующий шнур, 9 - обсадная колонна, 10 – массивное основание ствола торпедного снаряда.
Кумулятивно-торпедный перфоратор работает следующим образом: от электрического кабеля-каната 1 срабатывает взрывной патрон, инициируется детонирующий шнур 3 и кумулятивный заряд 4 у его основания. Одновременно со взрывом кумулятивного заряда 4 и образования канала 5 в породе по детонирующему шнуру 8 с определенной задержкой инициирующий импульс передается заряду BB 7 и выстреливается торпедный снаряд 6. После прохождения канала 5 и углубления торпеды в породу на глубину 200-350 мм происходит взрыв торпеды и образование сети трещин
Источники информации
1. Щуров В.И. Технология и техника добычи нефти. М.: Альянс. 2009. 507 с.
2. Патент RU 2255208 C2 от 23.01.2002. Автор Бурн Брайан.
3. А.с. SU 1661378 A1 от 28.07.1988 г., опубл. 07.07.1991, Бюл №25.
Claims (5)
1. Кумулятивно-торпедный перфоратор, состоящий из корпуса, электрического кабеля, детонирующего шнура, взрывного патрона, кумулятивного заряда в корпусе и соосно ему расположенного ствола с торпедным снарядом, выстреливаемым непосредственно после срабатывания кумулятивного заряда, отличающийся тем, что торпедный снаряд представляет собой торпеду со взрывчатым веществом, взрывающимся в выполненном в породе кумулятивном канале.
2. Кумулятивно-торпедный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что временная задержка воспламенения взрывчатого вещества торпедного снаряда обеспечивается временем срабатывания детонирующего шнура или канала, соединяющего основание кумулятивного заряда и взрывчатого вещества (ВВ) торпедного снаряда.
3. Кумулятивно-торпедный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что торпедный снаряд плотно посажен в ствол и расположен в задней его части, не допуская смещения снаряда назад.
4. Кумулятивно-торпедный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что ствол торпедного снаряда имеет винтовую нарезку, обеспечивающую вращение и стабилизацию торпедного снаряда для более точного попадания в кумулятивный канал.
5. Кумулятивно-торпедный перфоратор по п. 1, отличающийся тем, что ствол торпедного снаряда выполнен в массивном основании, закрепленном внутри корпуса перфоратора и противостоящем смещению ствола при срабатывании кумулятивного заряда.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016113946A RU2656262C2 (ru) | 2016-04-11 | 2016-04-11 | Кумулятивно-торпедный перфоратор |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016113946A RU2656262C2 (ru) | 2016-04-11 | 2016-04-11 | Кумулятивно-торпедный перфоратор |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016113946A RU2016113946A (ru) | 2017-10-16 |
| RU2656262C2 true RU2656262C2 (ru) | 2018-06-04 |
Family
ID=60120339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016113946A RU2656262C2 (ru) | 2016-04-11 | 2016-04-11 | Кумулятивно-торпедный перфоратор |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2656262C2 (ru) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3075462A (en) * | 1959-11-13 | 1963-01-29 | Halliburton Co | Combination projectile and shaped charge well perforating apparatus |
| US3216320A (en) * | 1962-07-09 | 1965-11-09 | Harvey Aluminum Inc | Apparatus for excavating by means of explosives |
| US3358780A (en) * | 1965-05-24 | 1967-12-19 | Dresser Ind | Cumulative shaped charges |
| US3620314A (en) * | 1969-10-16 | 1971-11-16 | Dresser Ind | Combination bullet-perforating gun and shaped charge perforator apparatus and method |
| US4185702A (en) * | 1978-04-13 | 1980-01-29 | Bullard Gerald D | Method and apparatus for borehole perforating |
| SU1661378A1 (ru) * | 1988-07-28 | 1991-07-07 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по взрывным методам геофизической разведки | Комбинированный перфоратор |
| SU1663183A1 (ru) * | 1988-09-23 | 1991-07-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по взрывным методам геофизической разведки | Комбинированный перфоратор |
| SU1595053A1 (ru) * | 1988-11-29 | 1996-03-20 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по взрывным методам геофизической разведки | Кумулятивная торпеда осевого действия |
| RU2225974C1 (ru) * | 2002-09-13 | 2004-03-20 | Автономная некоммерческая организация "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт "Центр перспективных исследований" | Способ придания вращения пулевому или иному снаряду и огнестрельный комплекс яугонена для его осуществления |
-
2016
- 2016-04-11 RU RU2016113946A patent/RU2656262C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3075462A (en) * | 1959-11-13 | 1963-01-29 | Halliburton Co | Combination projectile and shaped charge well perforating apparatus |
| US3216320A (en) * | 1962-07-09 | 1965-11-09 | Harvey Aluminum Inc | Apparatus for excavating by means of explosives |
| US3358780A (en) * | 1965-05-24 | 1967-12-19 | Dresser Ind | Cumulative shaped charges |
| US3620314A (en) * | 1969-10-16 | 1971-11-16 | Dresser Ind | Combination bullet-perforating gun and shaped charge perforator apparatus and method |
| US4185702A (en) * | 1978-04-13 | 1980-01-29 | Bullard Gerald D | Method and apparatus for borehole perforating |
| SU1661378A1 (ru) * | 1988-07-28 | 1991-07-07 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по взрывным методам геофизической разведки | Комбинированный перфоратор |
| SU1663183A1 (ru) * | 1988-09-23 | 1991-07-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по взрывным методам геофизической разведки | Комбинированный перфоратор |
| SU1595053A1 (ru) * | 1988-11-29 | 1996-03-20 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по взрывным методам геофизической разведки | Кумулятивная торпеда осевого действия |
| RU2225974C1 (ru) * | 2002-09-13 | 2004-03-20 | Автономная некоммерческая организация "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт "Центр перспективных исследований" | Способ придания вращения пулевому или иному снаряду и огнестрельный комплекс яугонена для его осуществления |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016113946A (ru) | 2017-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11091972B2 (en) | Non-explosive downhole perforating and cutting tools | |
| RU2358094C2 (ru) | Способ формирования некруглых перфораций в подземном несущем углеводороды пласте, нелинейный кумулятивный перфоратор, стреляющий перфоратор (варианты) | |
| RU2495234C2 (ru) | Устройства и способы для перфорирования ствола скважины | |
| RU2411353C2 (ru) | Способ создания перфорационных отверстий в подземной формации | |
| US10781676B2 (en) | Thermal cutter | |
| US8342094B2 (en) | Dissolvable material application in perforating | |
| US7104326B2 (en) | Apparatus and method for severing pipe utilizing a multi-point initiation explosive device | |
| US7165614B1 (en) | Reactive stimulation of oil and gas wells | |
| NO318134B1 (no) | Fremgangsmate, innretning og utstyr for perforering og stimulering av en underjordisk formasjon | |
| CN106368663B (zh) | 一种油气井高能气体压裂增产装置 | |
| US10597987B2 (en) | System and method for perforating a formation | |
| US7216708B1 (en) | Reactive stimulation of oil and gas wells | |
| US7546806B1 (en) | Selectable output well perforator and method for producing variable hole profiles | |
| EA028989B1 (ru) | Двунаправленный кумулятивный заряд для перфорирования ствола скважины | |
| US20150292850A1 (en) | Detonator output interrupter for downhole tools | |
| RU2656262C2 (ru) | Кумулятивно-торпедный перфоратор | |
| US5633475A (en) | Circulation shaped charge | |
| US2696169A (en) | Shaped charge well-pipe perforator | |
| CN103806880A (zh) | 一种阻尼径向等距扶正射孔装置 | |
| RU2255208C2 (ru) | Перфоратор для нефтяной скважины (варианты) и способ одновременного пробивания перфорационных отверстий в обсадной трубе нефтяной скважины и в области, окружающей нефтяную скважину (варианты) | |
| RU51397U1 (ru) | Устройство для вторичного вскрытия с одновременной газодинамической обработки пласта | |
| US3237706A (en) | Well perforator | |
| RU84444U1 (ru) | Торпеда для обрыва утяжеленных бурильных труб | |
| CN209556989U (zh) | 一种高孔密射孔弹 | |
| US2919646A (en) | Well explosive devices |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20171205 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20180312 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190412 |